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Provincia Autonoma di Trento - Agenzia provinciale per la protezione dell'ambiente

 

Ozono

Cos'è, sorgenti, dove si trova, effetti sulla salute e sull'ambiente, limiti normativi.

 

1. Cos'è?

L’ozono è un gas formato da tre atomi di ossigeno (O3) di odore pungente, altamente reattivo, dotato di un elevato potere ossidante e ad elevate concentrazioni di colore blu/azzurro.
In natura è presente negli strati alti dell’atmosfera terrestre, in particolare in una porzione della stratosfera ad un'altezza compresa fra i 30 e i 50 km dal suolo, detta anche ozonosfera, ed ha la funzione importante di proteggere la superficie terrestre dalle radiazioni ultraviolette emesse dal sole che sarebbero dannose per la vita degli esseri viventi. L’ozono è dunque indispensabile alla vita sulla Terra perché impedisce il passaggio dei raggi pericolosi per la nostra salute. L’assenza di questo composto nella stratosfera è chiamata generalmente “buco dell’ozono”.
Negli strati bassi dell’atmosfera, la cosiddetta troposfera (al di sotto dei 10-15 km di altezza dal suolo), esso è presente naturalmente in basse concentrazioni per effetto del naturale scambio con la stratosfera. Tale concentrazione può però aumentare in alcune aree a causa del cosiddetto “smog fotochimico”, che si origina soprattutto nei mesi estivi in concomitanza di un intenso irraggiamento solare e di un’elevata temperatura. Se dunque il “buco dell’ozono” si riferisce all’assottigliamento dello strato di ozono di cui abbiamo bisogno per proteggerci dalle radiazioni ultraviolette, l’inquinamento da ozono si riferisce all’aumento della sua presenza nell’aria che respiriamo, soprattutto nei periodi estivi, e che può avere effetti dannosi sulla salute dell’uomo e sull’ambiente.

2. Sorgenti

A differenza degli inquinanti “primari”, cioè direttamente riconducibili a specifiche fonti di emissione, l’ozono è un inquinante “secondario”, la cui relazione con i propri precursori non è di facile determinazione. Diversi gruppi di studio a livello mondiale sono da molti anni impegnati nello studio di questo complesso fenomeno, al fine di comprenderne i meccanismi e di trovare possibili soluzioni.
La presenza dell’ozono nella troposfera è in parte dovuto al naturale scambio che avviene con la stratosfera e può avere una concentrazione compresa tra 20 e 80 µg/m3. Concentrazioni di ozono più elevate sono causate da un ciclo di reazioni fotochimiche (“smog fotochimico”) di inquinanti primari, detti anche precursori, principalmente gli ossidi di azoto, gli idrocarburi ed i cosiddetti composti organici volatili (COV). Le sorgenti di questi inquinanti “precursori” dell’ozono sono sia di tipo antropico (veicoli a motore, processi di combustione, centrali termoelettriche, solventi chimici, …), sia di tipo naturale (boschi e foreste emettono COV molto reattivi, come i “Terpeni”).
Le concentrazioni di ozono sono influenzate anche da diverse variabili meteorologiche, come l’intensità della radiazione solare e la temperatura. Pertanto la sua presenza è variabile nell’arco della giornata e delle stagioni. Il periodo critico per tale inquinante è tipicamente quello estivo, quando le particolari condizioni di alta pressione, bassa umidità, elevate temperature e scarsa ventilazione favoriscono il ristagno e l’accumulo degli inquinanti e il forte irraggiamento solare innesca le reazioni fotochimiche responsabili della formazione dell’ozono: normalmente i valori massimi sono raggiunti nelle ore più calde della giornata, dalle 12 alle 18, per poi scendere durante le ore notturne. Al contrario in inverno si registrano le concentrazioni più basse, soprattutto a causa del limitato irraggiamento solare.

Cosa possiamo singolarmente fare per ridurre l’ozono

  • quando siamo in casa:
    • usare prodotti senza solventi (spray, detersivi, colori…);
    • non bruciare all’aperto rami, fogliame, rifiuti (di qualsiasi genere)
  • per gli spostamenti in città:
    • utilizzare il trasporto pubblico;
    • andare più spesso a piedi o usare la bicicletta;
  • quando si usa l’automobile:
    • trasportare possibilmente più persone (car-pooling);
    • utilizzare comportamenti di guida “risparmiosi” ed “ecologici” (velocità moderata ed il più possibile costante);
    • preferire veicoli che utilizzano carburanti più puliti (es. GPL o metano);
    • mantenere il veicolo in perfetta efficienza.

 

3. Dove si trova?

La capacità dell’ozono di spostarsi con le masse d’aria anche a diversi chilometri dalla fonte, comporta la presenza di concentrazioni elevate anche a grandi distanze dalle sorgenti (decine o centinaia di km), determinando il rischio di esposizioni significative in gruppi di popolazione relativamente distanti dalle fonti principali di inquinanti precursori.
In generale, è importante sottolineare che, in prossimità di fonti produttrici di monossido di azoto (NO), emesso principalmente dai veicoli a motore e dagli impianti di combustione, l’ozono viene significativamente consumato dalla reazione:

NO + O3 = NO2 + O2

Di conseguenza i valori più elevati di questo inquinante si raggiungono normalmente nelle zone meno interessate dalle attività umane.
Negli ambienti interni la concentrazione di ozono è notevolmente inferiore, in quanto la sua grande reattività ne consente la rapida distruzione. Per questo motivo in situazioni di allarme è consigliabile che le persone a maggior rischio rimangano a casa. 

 

4. Effetti sulla salute e sull'ambiente

I motivi che rendono necessari il monitoraggio dell’ozono e la riduzione delle sue concentrazioni in atmosfera sono numerosi.
La presenza di elevati livelli di ozono, a causa del suo alto potere ossidante (per effetto dell’ossigeno nascente che si libera quando la molecola si dissocia), danneggia la salute umana, ma anche quella degli animali e delle piante (ne influenza la fotosintesi e la crescita, entra nel processo di formazione delle piogge acide, con danni alla vegetazione ed ai raccolti), deteriora i materiali(danni al patrimonio storico-artistico) e riduce la visibilità.
Per quanto riguarda gli effetti sulla salute dell’uomo, al momento non sono ancora ben note le conseguenze “croniche”, derivanti cioè da una lunga esposizione a basse concentrazioni di ozono. Gli effetti “acuti” più evidenti sono la forte azione irritante alla mucosa degli occhi, infiammazioni ed alterazioni a carico dell’apparato respiratorio (soprattutto naso e gola, con tosse, difficoltà respiratorie, sensazioni di affaticamento e perfino edema polmonare) ed un senso di pressione sul torace. Concentrazioni particolarmente elevate possono portare anche ad alterazioni delle funzioni respiratorie, ad un aumento della frequenza degli attacchi asmatici, ad una diminuzione della resistenza alle infezioni batteriche polmonari, all’insorgere di malattie dell’apparato respiratorio ed al peggioramento di patologie, già in atto, di tipo respiratorio (polmoniti croniche ostruttive, bronchiti croniche, asma, enfisema polmonare) e cardiaco (ischemia del miocardio).
Le più recenti indagini mostrano che lo smog estivo ed il forte inquinamento atmosferico possono portare ad una maggiore predisposizione ad allergie delle vie respiratorie.
I rischi dipendono dalla concentrazione di ozono presente e dalla durata, dalla modalità dell’esposizione e dal volume totale di aria respirata. Ad esempio in caso di sforzi fisici l’azione irritante risulta più intensa e le prestazioni fisiche possono diminuire: secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità (O.M.S.) la funzione respiratoria diminuisce in media del 10% nelle persone sensibili che praticano un’attività fisica all’aperto se la concentrazione dell’ozono nell’aria raggiunge 200 µg/m3.
In generale occorre ricordare che gli effetti dell’ozono sono contraddistinti da grandi differenze individuali e gli eventuali disturbi sanitari non hanno carattere cumulabile, ma tendono a cessare con l’esaurirsi del fenomeno di concentrazione acuta di ozono.
I soggetti più sensibili al fenomeno sono i bambini, gli anziani, le donne in gravidanza, chi svolge attività fisica o lavorativa all’aperto. I soggetti a rischio sono le persone asmatiche, con patologie polmonari o cardiache.
I danni da esposizione ad ozono, soprattutto nei soggetti a rischio e maggiormente sensibili, si possono manifestare attraverso:

  • irritazioni alla mucosa degli occhi;
  • infiammazioni ed alterazioni a carico delle vie respiratorie (tosse, difficoltà respiratorie, sensazioni di affaticamento);
  • diminuzione della resistenza alla infezioni batteriche polmonari;
  • peggioramento delle patologie respiratorie o cardiache già in atto (polmoniti croniche, asma, enfisema polmonare, ischemie al miocardio).

Per ridurre la sensibilità individuale all’esposizione da ozono, nella stagione estiva è consigliabile integrare la propria dieta con cibi ricchi di sostanze antiossidanti come quelli ricchi di vitamine C (pomodori, peperoni rossi e verdi, patate, verdure a foglie verdi, agrumi) ed E (uova, olio di oliva, asparagi, noci, germe di grano). Importante anche il contributo fornito dal Selenio presente in alcuni degli alimenti già elencati ma anche nel tonno, nei molluschi, nelle cipolle, nel lievito di birra.
L’ozono è, fra gli inquinanti atmosferici, quello che svolge una marcata azione fitotossica nei confronti degli organismi vegetali, con effetti immediatamente visibili di necrosi fogliare ed effetti meno visibili come alterazioni enzimatiche e riduzione dell’attività di fotosintesi.
Essendo inoltre un forte ossidante, l’ozono può provocare danni anche ai materiali, provocandone la riduzione delle caratteristiche di resistenza meccanica. 

5. Limiti normativi

Il Decreto Legislativo del 13 agosto 2010, n. 155 (recepimento della direttiva europea 2008/50/CE) stabilisce per l’ozono i valori obiettivo, gli obiettivi a lungo termine, le soglie di allarme e le soglie di informazione.

Per soglia di informazione si intende il livello oltre il quale sussiste un rischio per la salute umana in caso di esposizione di breve durata per alcuni gruppi particolarmente sensibili della popolazione nel suo complesso ed il cui raggiungimento impone di assicurare informazioni adeguate e tempestive. Al superamento della soglia di informazione le persone sensibili devono evitare di svolgere attività fisica anche moderata all’aperto, come camminare velocemente, in particolare nelle ore più calde e di maggiore insolazione.
Per soglia di allarme si intende il livello oltre il quale sussiste un rischio per la salute umana in caso di esposizione di breve durata per la popolazione nel suo complesso ed il cui raggiungimento impone di adottare provvedimenti immediati. Al superamento della soglia di allarme le persone sensibili devono evitare qualsiasi attività fisica all’aperto, in particolare nelle ore più calde e di maggiore insolazione. Tutta la popolazione deve evitare, in particolare nelle ore più calde e di maggiore insolazione, di svolgere intensa attività fisica all’aperto, come ad esempio correre.

FinalitàPeriodo di mediazioneSoglia
Informazione1 ora180 μg/m3
Allarme1 ora (per 3 ore consecutive)240 μg/m3

 

I valori obiettivo, ovvero il livello fissato al fine di evitare, prevenire o ridurre effetti nocivi per la salute umana o per l’ ambiente nel suo complesso, da conseguire, ove possibile,entro una data prestabilita, sono i seguenti:

FinalitàPeriodo di mediazioneValore obiettivoData entro la quale deve essere raggiunto il valore-obiettivo
Protezione della salute umanaMedia massima giornaliera su 8 ore120 µg/m3 da non superare per più di 25 volte per anno civile (come media su 3 anni)01.01.2010
Protezione della vegetazioneda maggio a luglioAOT40(a) 18.000 µg/m3·h (come media su 5 anni)01.01.2010

 

Gli obiettivi a lungo termine, ossia i livelli da raggiungere nel lungo periodo mediante misure proporzionate, al finedi assicurare un’efficace protezione della salute umana e dell’ ambiente, sono i seguenti:

FinalitàPeriodo di mediazioneObiettivo a lungo termineData entro la quale deve essere raggiunto l’obiettivo a lungo termine
Protezione della salute umanaMedia massima giornaliera su 8 ore nell’arco di un anno civile120 µg/m3non definito
Protezione della vegetazioneda maggio a luglioAOT40(a) 6.000 µg/m3·hnon definito

(a)Per AOT40 (espresso in µg/m3·h) si intende la somma della differenza tra le concentrazioni orarie superiori a 80 µg/m3 (=40 parti per miliardo) e 80 µg/m3 in un dato periodo di tempo, utilizzando solo i valori orari rilevati ogni giorno tra le 8:00 e le 20:00.